Was ist ein „spektrales“ PAR-Messgerät? (im Vergleich zum herkömmlichen PAR-Messgerät/Sensor)

Spectral PAR-Meter dringen in den Markt für Indoor-Gartenbau ein und teilen sich den Platz mit Quantum PAR-Metern & Sensoren – und Gärtner wollen wissen, warum.

In diesem Artikel vergleichen wir diese Geräte und erläutern die deutlichen Vorteile der Spectral-Geräte für die Indoor-Farming.

Hier sind die Themen, die wir behandeln werden:

• Hintergrund – Warum Licht messen?
• Quantum PAR-Sensor
• Quantum PAR-Messgerät
• Spektrales PAR-Messgerät
• Praktische Anwendungen eines Spektral-PAR-Messgeräts

Die Messung des Lichts ist für die Indoor-Zucht unerlässlich, um sicherzustellen, dass die Pflanzen die richtige Qualität und Quantität an Licht erhalten.

Der geografische Standort, die jahreszeitlich bedingte Sonne und die Bedingungen im Gewächshaus führen zu Unsicherheiten darüber, ob Ihre Pflanzen ausreichend Licht erhalten. Diese Herausforderung kann mit Hilfe von Lichtmessern und Sensoren angegangen werden, die die Lichtmenge in Photonen mit Hilfe einer Messung namens PAR (Photosynthetic Active Radiation) messen. Diese Informationen werden zusammen mit künstlichem Licht verwendet, um eventuelle Mängel zu ergänzen.

Das einfachste Messgerät für Licht im Innengartenbau ist ein Quantum PAR Sensor, ein daumengroßes zylindrisches Gerät mit einem Kabel. Züchter können diese Sensoren leicht im gesamten Gewächshaus einsetzen, um Lichtdaten zu sammeln, und sie sind relativ preiswert ($50 bis $100). Darüber hinaus sind sie so robust, dass sie der Feuchtigkeit in einer feuchten landwirtschaftlichen Umgebung standhalten können.

Die Quantum PAR-Sensoren verfügen jedoch nicht über ein visuelles Display und können nicht unabhängig arbeiten oder Daten sammeln. Stattdessen müssen sie an ein zentrales Datenerfassungsgerät angeschlossen werden, das die Informationen zur Analyse empfängt und speichert. Diese Verbindung kann über eine herkömmliche Verkabelung oder sogar über ein Ethernet-LAN hergestellt werden.

Der Zweck dieser Sensoren ist es, Bereiche mit unzureichendem Licht zu identifizieren. Sobald die Lichtdefizite aufgedeckt sind, können die Züchter diese Bereiche mit künstlicher Beleuchtung ergänzen, um eine gleichbleibende Qualität, Form und Größe der Pflanzen zu gewährleisten.

Ein Quantum PAR Meter ist ein tragbares Gerät, das Photonen (PAR) zählt, Daten speichert und diese auf einem monochromen Bildschirm anzeigt. Er kann entweder einen eingebauten PAR-Sensor oder einen aufsteckbaren Sensor haben. Der Preis dieser Geräte kann je nach Qualität, Spezifikationen und Funktionen zwischen $150 und $500 oder mehr liegen. Normalerweise verwenden Züchter diese Geräte zur stichprobenartigen Überprüfung der Beleuchtung in Innenräumen.

Während das Gehäuse des Messgeräts nicht wasserdicht ist, können Messgeräte, die mit aufsteckbaren wasserdichten PAR-Sensoren ausgestattet sind, effektiv unter vertikale Regale oder unter das Vordach gelangen, wo sich Feuchtigkeit oder Tropfen befinden können.

Ein spektrales PAR-Messgerät kann fast alle Funktionen eines Quantum PAR-Messgeräts/Sensors übernehmen. Der entscheidende Unterschied liegt in der Tatsache, dass Spectral-Geräte ein Spektrum erzeugen können (siehe Abb. 2).

Vereinfacht ausgedrückt, kann ein ‚Spektral‘-Messgerät ein weißes Licht nehmen und alle darin enthaltenen Farben differenzieren. Diese Fähigkeit wird durch den Einsatz von Präzisionsbeugungsoptiken erreicht, was zu den relativ hohen Kosten dieser Messgeräte beiträgt, die oft in den unteren Tausenderbereich gehen.

Agrarforscher und Spitzenzüchter halten Spectral-Geräte für unverzichtbar. Sie messen nicht nur die Anzahl der Photonen, sondern nutzen auch die Informationen über die Lichtfarbe zu ihrem Vorteil und helfen bei verschiedenen Aspekten des Pflanzenwachstums.

Die Bedeutung der Farben bei der Photosynthese

Der Prozess der Photosynthese beruht auf Photonen aus verschiedenen Farben des Lichts. Die Wellenlängen-(Farb-)Tabelle für die Photosynthese (Abb. 4) zeigt, dass Pflanzen eine größere Empfindlichkeit für blaue und rote Farben aufweisen. Wenn die von Ihnen verwendeten Lichtquellen diese Farben nicht in ausreichender Intensität ausstrahlen, wird dies die Wirkung auf Ihre Pflanzen beeinträchtigen. Quanten-PAR-Messgeräte sind jedoch nicht in der Lage, die Farbausrichtung zu beurteilen, da sie lediglich Photonen zählen, ohne Farben wahrzunehmen.

(Abb. 4) Photosynthese und Wellenlängenempfindlichkeitsdiagramm

Verschiedene Pflanzen reagieren auf verschiedene Farben

Das Diagramm in Abb. 4 bietet eine grundlegende Darstellung des Zusammenspiels zwischen Lichtfarbe und Photosynthese. Die Mechanismen der Photosynthese haben sich jedoch über Tausende und Millionen von Jahren entwickelt, und die Pflanzen haben sich auf vielfältige Weise an verschiedene Lichtfarben angepasst.

• Es gibt viele verschiedene Arten von lichtempfindlichen Zellen, die alle unterschiedlich auf verschiedene Lichtfarben reagieren.
• Pflanzen unter einem Baldachin aus anderer Vegetation haben sich daran angepasst, das grüne und rote Restlicht (Far Red) zu nutzen, das noch durch die Blätter dringt.
• Es ist bekannt, dass blaues Licht die Stammverlängerung auslöst
• Rotes Licht beeinflusst bekanntermaßen den Geschmack von Früchten und die Keimung von Samen.
• Pflanzen reagieren auf verschiedene Rottöne, um die saisonale Blüte und Fruchtbildung auszulösen.

Dies sind nur einige der Gründe, warum Züchter und Forscher Spectral-Geräte einsetzen, um die Geheimnisse der Evolution zu lüften und sich einen Vorteil zu verschaffen.

Forscher, die das Zusammenspiel von Licht und Pflanzen erforschen, verwenden Spektral-PAR-Messgeräte, um neue Strategien für den Indoor-Gartenbau zu entdecken

Dynamische LED-Beleuchtung – Vorteile der Farbkorrektur

In der Vergangenheit war die Beleuchtung für den Innengartenbau auf ein voreingestelltes Farbprofil (z.B. 5000K) beschränkt. Moderne LED-Leuchten, die mit Arrays aus roten, grünen und blauen Glühbirnen und einer Platine ausgestattet sind, ermöglichen jedoch die Programmierung verschiedener Farbprofile.

Dieser Fortschritt, der als dynamische LED-Beleuchtung bekannt ist, ermöglicht eine strategische Steuerung der Lichtfarbe in verschiedenen Bereichen des Gewächshauses, um das Pflanzenwachstum zu beeinflussen, einschließlich der Verlängerung der Stängel, des Seitenwachstums und anderer Pflanzenmorphologie (siehe PSS unten). Ein Spektralmessgerät ist ein unverzichtbares Hilfsmittel, um die Qualität und Quantität dieser Lampen zu überprüfen.

PSS – Mit Farbe die Jahreszeiten steuern

Landwirte sind im Allgemeinen den saisonalen Mustern von Sonnenlicht und Klima ausgeliefert. Und so kann es ein schwieriges und besorgniserregendes Unterfangen sein, Ihre roten Rosen rechtzeitig zum Valentinstag zum Blühen zu bringen.

Temperatur und Klima lassen sich in einem Gewächshaus leicht kontrollieren, aber auch die Farbe des Lichts spielt eine Rolle bei den saisonalen Veränderungen vom Samen zur Pflanze und zur Blüte (Photomorphogenese).

Die Farben Rot und Fernrot werden von der Sonne im Laufe der Jahreszeiten in unterschiedlichen Anteilen ausgestrahlt, um diese Umwandlungen auszulösen. Und jetzt nutzen die Züchter dieses Wissen, um den Wechsel der Jahreszeiten zu simulieren, indem sie die Farben Rot und Fernrot zu ihrem rechtzeitigen Vorteil manipulieren.

Spektrale PAR-Messgeräte mit der PSS-Metrik (Phytochrome Photostationary State) werden verwendet, um dies zu verwalten.

Lesen Sie hier über PSS.

Vollspektrum versus Blau-Rot-Spektrum – Energie sparen

Die Debatte zwischen Vollspektrum- und Blau-Rot-Spektrum-Growlampen ist noch nicht abgeschlossen. Schätzungen gehen jedoch davon aus, dass die Beleuchtung mit dem blau-roten Spektrum etwa 10 % der Energiekosten einsparen kann, was für größere Betriebe von erheblichem Wert ist.

Züchter verwenden Spektralmesser, um sicherzustellen, dass diese Schmalbandlampen perfekt auf die maximale photosynthetische Empfindlichkeit abgestimmt sind und den Ertrag für die verwendete Wattzahl optimieren.

LED-Farben sind nicht ewig haltbar – Die Farbverschiebung

Manche glauben, dass die LED-Leuchte ihre Aufgabe erfüllt, solange sie an bleibt. Allerdings nimmt die Farbqualität von LED-Leuchten mit der Zeit ab, da Strom und Wärme die Integrität der LED-Materialien beeinträchtigen. Die von der LED emittierten Photonen verlieren allmählich an Energie, was zu einer Verschiebung hin zu längeren Wellenlängen und damit zu einer Farbverschiebung führt.

Der Zeitpunkt dieser Umstellung hängt weitgehend von den Nutzungsraten und der Qualität der LED ab. Leuchten, die aus minderwertigen Materialien bestehen und eine schlechte Wärmeableitung haben, neigen dazu, schneller zu verschleißen. Dennoch ist es schwierig, genau zu bestimmen, wann diese Verschiebung eintreten wird. Daher wird ein Spektralgerät eingesetzt, um jede Farbverschiebung in der LED zu überwachen.

Kaufen Sie Ihre Lampen – Nicht alle LEDs sind gleich.

Eine 4000K LED-Lampe, die Sie besitzen, ist nicht unbedingt die gleiche wie eine 4000K LED-Lampe, die Sie morgen kaufen. Der Herstellungsprozess von LEDs ist kompliziert, und obwohl sich die Unternehmen um eine einheitliche Farbgebung bemühen, können sie nur eine garantierte Farbtemperatur (Correlated Color Temperature) angeben, die eher einen Bereich als eine genaue Farbe darstellt. Selbst wenn Sie 10 LED-Lampen von einem Hersteller kaufen und sechs Monate später 10 weitere derselben Lampen kaufen, können diese leichte Farbabweichungen aufweisen.

Dies unterstreicht die Bedeutung eines Spektralgeräts – Sie können die Leuchten vor dem Kauf prüfen, um sicherzustellen, dass sie Ihren Anforderungen entsprechen.

Forscher haben erkannt, dass es beim Anbau von Pflanzen mit künstlicher Beleuchtung um mehr geht als nur um das Zählen von Photonen; es geht um das gesamte Farbspektrum. Dieses Verständnis durchdringt nun auch die Innengartenbauindustrie und ermöglicht es den Gärtnern, sich Fachwissen über Beleuchtung anzueignen. Sie nutzen Spectral PAR-Messgeräte, um die Vorteile verschiedener Lichtfarben zu nutzen, die Pflanzenerträge zu steigern, Ressourcen zu sparen und fundierte Entscheidungen beim Kauf von Beleuchtung zu treffen.

Während Quantum PAR-Meter/Sensoren nur Photonen zählen und keine Farben wahrnehmen können, erfüllt ein Spectral PAR-Meter beide Funktionen

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PG200N Spektrales PAR-Messgerät
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